Трифазний три стрижневий двох обмотковий трансформатор з масляним охолодженням має наступні номінальні данні: нормальна потужність Sном, первинна напруга U1н,вторинна напруга U2н, втрати холостого ходу P, втрати короткого замикання Uк, струм холостого ходу I0 ; частота мережі живлення f=50 Гц.

Sном	U1н	U2н	P	Pк	ВН/НН	Uк	I0
63000	110	10.5	73000	245000	Y/∆-11	10.5	0.6

По прийнятим даним трансформатора потрібно розрахувати:

1. Коефіцієнт трансформації трансформатора.

2. Номінальні струми і струми обмоток трансформатора.

3. Параметри заступної схеми трансформатора. Накреслити заступну схему трансформатора.

4. Номінальне і максимальне значення ККД трансформатора при активному (cos2=1,0) і активно-індуктивному (cos2=0,8) навантаженнях.

5. Побудувати криві залежності ККД трансформатора від коефіцієнта навантаження η =f(β) при cos2=1,0 і cos2=0,8.

6. Побудувати зовнішні характеристики трансформатора, змінюючи струм I2 від нуля до 1,2I2 при cos2=1,0 і cos2=0,8.

7. Побудувати векторну діаграму трансформатора, навантаженого до номінальної потужності активно-індуктивним навантаженням (cos2=0,8).

8. Проаналізувати виконану задачу і зробити висновки.

До пункту 1. Номінальні фазні напруги обмоток визначаються в залежності від схеми з’єднання:

При з’єднанні обмоток трикутником(∆) фазна напруга дорівнює лінійній,

U2ф=U2л=1.2

При з’єднанні обмоток зіркою (Y) фазна напруга:

U1ф=U1л/=6/=3.46

Слід зазначити, що при умовній позначці схеми з’єднання обмоток трансформатора над рисою прийнято позначати схему з’єднання обмотки вищої напруги і під рискою – нижчої напруги.

Коефіцієнт трансформації трансформатора:

K= =2.88

До пункту 2. Якщо знехтувати струмом холостого ходу і втратами в трансформаторі, споживана S1 і що віддається S2 трансформатором у номінальному режимі повні потужності дорівнюють номінальній потужності Sн , тобто S1= S2= Sн. Для трифазної мережі:

Sн= × Ui ×Ii .

Тоді:

I1л= =144.3

I2н==

Фазні струми визначаються через лінійні струми для заданої схеми з’єднання обмоток. При з’єднанні зіркою Iф=Iл, а трикутником Iф=Iл/.

До пункту 3. Для трифазного трансформатора звичайно відображується заступна схема однієї фази. Повний опір короткого замикання трансформатора:

Zк==

Де: U1фк-напруга на первинній обмотці в досліді короткого замикання,

U1фк==

Активний опір короткого замикання трансформатора:

Rк==

Реактивний опір короткого замикання трансформатора:

Xк==42.12

Для визначення опорів R1 і R/2, X1 і X/2 Т-подібної заступної схеми необхідно загальний опір Rк= R1+R/2 і Xк= X1+ X/2 розподілити між їх складовими. Звичайно трансформатори проектуються так, щоб R1=R/2 і X1=X/2.

З урахуванням цього:

R1=R/2= =0.6 X1=X/2==21.06

Повний опір вітки намагнічування:

Zm==

Де: I0ф- струм холостого ходу первинної обмотки,

I0ф==0.83

Активний опір вітки намагнічування:

Rm==

Реактивний опір вітки намагнічування:

Xm==11840.8

До пункту 4.ККД трансформатора:

При =1

η= 1 – =1

де: β=I2/I2н – коефіцієнт навантаження трансформатора.

ККД трансформатора має максимальне значення при:

Β=0.43

При =0.8

η=0.99

При =1

β	0	0.1	0.25	0.5	0.75	1	1.75
η	0	0.98	0.991	0.991	0.998	0.99	0.997

при=0.8

β	0	0.1	0.25	0.5	0.75	1	1.25
η	0	0.98	0.99	0.99	0.997	0.996	0.993

До пункту 6. Зовнішня характеристика трансформатора U2=f(I2) дозволяє визначити, на скільки знижується напруга на виході трансформатора внаслідок спадання напруги ∆U на його внутрішньому опорі:

U2=U2н-∆U де

∆U=